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ESTIMATIVA DE PRODUÇÃO DE GENÓTIPOS DE AMENDOIM
INOCULADOS COM ISOLADOS DE Bradyrhizobium
CIRO IGOR TORRES SIZENANDO
UNIVERSIDADE ESTADUAL DA PARAÍBA
CAMPINA GRANDE - PB
FEVEREIRO DE 2015
ESTIMATIVA DE PRODUÇÃO DE GENÓTIPOS DE AMENDOIM
INOCULADOS COM ISOLADOS DE Bradyrhizobium
CIRO IGOR TORRES SIZENANDO
Dissertação apresentada ao Programa de
Pós-Graduação em Ciências Agrárias da
Universidade Estadual da Paraíba/
Embrapa Algodão, como parte das
exigências para obtenção do título de
Mestre em Ciências Agrárias/ Área de
Concentração: Biotecnologia e
Melhoramento Vegetal.
Orientadora: Profª. Drª. Roseane Cavalcanti dos Santos
Coorientadora: Profª. Drª. Liziane Maria de Lima
CAMPINA GRANDE – PB
FEVEREIRO, 2015
ESTIMATIVA DE PRODUÇÃO DE GENÓTIPOS DE AMENDOIM
INOCULADOS COM ISOLADOS DE Bradyrhizobium
CIRO IGOR TORRES SIZENANDO
Dissertação apresentada ao Programa de
Pós-Graduação em Ciências Agrárias da
Universidade Estadual da Paraíba/
Embrapa Algodão, como parte das
exigências para obtenção do título de
Mestre em Ciências Agrárias/ Área de
Concentração: Biotecnologia e
Melhoramento Vegetal.
Aprovada em 12 de fevereiro de 2015
Banca Examinadora:
_________________________________________________________________________
Prof. Dr. Lucas Nunes da Luz (Melhoramento Vegetal), UFCA
Examinador Externo
____________________________________________________________________
Prof. Dr. Paulo Ivan Fernandes Junior (Ciência do solo), Embrapa Semiárido
Examinador
______________________________________________________________________
Profª. Dra. Liziane Maria de Lima (Biologia Molecular), Embrapa Algodão
Coorientadora
______________________________________________________________________
Profª. Dra. Roseane Cavalcanti dos Santos (Fitomelhoramento), Embrapa Algodão
Orientadora
ii
Aos meus pais Francisco Aires e Lígia Miranda e minha sobrinha Eulália Fernanda,
por serem a minha base e a razão da minha vida
Pela confiança e amor.
OFEREÇO
A Morganna Pollynne,
Pela confiança dedicada, pela força e coragem para seguir em frente.
DEDICO
iii
AGRADECIMENTOS
Primeiramente a Deus, pelo dom da vida e por me guiar dando-me sabedoria e
discernimento para trilhar sempre o melhor caminho.
A Dra. Roseane Cavalcanti, pela oportunidade, orientação e todo conhecimento
repassado.
A Dra. Liziane Lima pela disponibilidade e receptividade no Laboratório de
Biotecnologia da Embrapa Algodão.
Ao Dr. Paulo Ivan Fernandes Júnior, da Embrapa Semiárido, pelo fornecimento
dos isolados de Bradyrhizobium e suporte na condução dos ensaios.
Ao Prof. Péricles de Albuquerque, da UFRPE, pelo apoio e receptividade no
Laboratório de Expressão Gênica.
Aos amigos Jean Pierre, Gerckson, Felipe Teles, Bel, Kaliny, Jaqueline, Yrlânea,
Iasodara, Sr. Ivaldo pelo apoio e amizade.
Aos amigos Antônio, Karen, Alice, Geise, Beto, Aline, Anselmo, Allison, Cézar,
Vandré, Milena, minha segunda família durante a estada em Campina Grande.
Aos colegas de Mestrado: Thiago, Isaias, Wellyson, Luanna, Adriana, Suzyane,
Ana Lígia, Gean, Ingredy, pelos momentos de estudo e aprendizado.
Toda minha gratidão e carinho aos professores: Carlos Henrique, Germano,
Alberto, Pedro Dantas e Josemir.
Aos funcionários da Embrapa AlgodãoA CAPES, pela concessão de bolsa de
estudos.
A Embrapa pela estrutura física e materiais para o desenvolvimento dos estudos.
Ao Programa de Pós-Graduação em Ciências Agrárias
iv
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO 10
Objetivo geral 12
Objetivo específico 12
2. REVISÃO DE LITERATURA 13
2.1. Aspectos gerais do amendoim 13
2.2. Importância econômica e mercado 14
2.3. Manejo do amendoim na região Sudeste 15
2.4. Manejo do amendoim no Nordeste Brasileiro 16
2.5. Fixação Biológica de Nitrogênio (FBN) 17
2.6. Produção nas lavouras via FBN 20
2.7. Seleção de novas estirpes para uso comercial 24
3. MATERIAL E MÉTODOS 25
3.1. Obtenção dos isolados de Bradyrhizobium 26
3.2. Condução do experimento em campo 27
3.3. Preparo dos isolados 29
v
3.4. Análise estatística 29
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO 30
5. CONCLUSÕES 36
6. REFERÊNCIAS 37
vi
LISTA DE TABELAS
Tabela 1. Descrição dos solos analisados para o estudo de diversidade de
bactérias isoladas de amendoim (Arachis hypogaea L.).
26
Tabela 2. Características dos isolados bacterianos de amendoim (Arachis
hypogaea L.) (CUNHA, 2014)
27
Tabela 3. Resultado da análise das amostras de solo coletadas na área
experimental.
28
Tabela 4. Síntese da análise de variância para número de nódulos, altura das
plantas, número de vagens, peso de vagens/planta e índice de colheita de
genótipos de amendoim submetidos a duas fontes de nitrogênio.
31
Tabela 5. Médias para número de nódulos, número de vagens, peso de vagens e
índice de colheita.
32
Tabela 6. Porcentagem de ganhos para as variáveis: número de nódulos, número
de vagens/ planta, peso de vagens/planta e índice de colheita.
32
vii
LISTA DE FIGURAS
Figura 1. Inoculação das sementes com os isolados de bactérias do gênero
Bradyrhizobium (A), área experimental previamente fertilizada com superfosfato
simples e cloreto de potássio (B), desenvolvimento dos genótipos de amendoim
submetidos aos tratamentos: sulfato de amônio, isolados de Bradyrhizobium e
controle (C).
28
Figura 2. Produção de nódulos e vagens por planta: BR1 controle (A); BR1
inoculada com o Isolado 1: 115-7 (B); produção de vagens da linhagem L7 Bege
(C) e detalhe do número de vagens da L7 Bege (D) inoculada com 123-10A.
.
31
viii
RESUMO
SIZENANDO, CIRO IGOR TORRES. MSc.; Universidade Estadual da
Paraíba/Embrapa Algodão, fevereiro/2015. Estimativa de produção de genótipos de
amendoim inoculados com isolados de Bradyrhizobium. Roseane Cavalcanti dos Santos
(Orientadora); Liziane Maria de Lima (Coorientadora).
O amendoim (Arachis hypogaea L.) é uma das principais oleaginosas cultivadas no
Brasil e no mundo, considerada uma das mais importantes culturas entre as
leguminosas. Em função da larga adaptabilidade às condições tropicais e por ser uma
cultura de valor econômico, o amendoim tem um papel importante para a geração de
renda de pequenos agricultores na região Nordeste, especialmente de base familiar. A
adoção de práticas culturais de cunho agroecológico e de baixo custo devem ser
estimuladas como forma de incentivar o cultivo de forma mais adaptada para as
tendências da região, tais como, o uso de fertilizantes biológicos a base de
Bradyrhizobium. A resposta à inoculação, contudo, é genótipo dependente. Desta forma
torna-se necessário a identificação de genótipos de amendoim que sejam mais
responsivos a FBN e que contribuam para promover o crescimento e desenvolvimento
da cultura. Neste trabalho, dois genótipos de amendoim foram submetidos a um manejo
envolvendo três isolados de Bradyrhizobium visando estimar a produtividade em função
dos nódulos produzidos. O experimento foi instalado na área experimental da UFRPE,
Recife, PE, utilizando-se dois genótipos eretos, de ciclo curto, BR 1 e L7 bege. A
unidade experimental foi composta por cinco linhas de três metros de comprimento,
onde as três centrais foram utilizadas como área útil. O solo foi previamente fertilizado
ix
com cloreto de potássio e superfosfato simples. O plantio foi feito utilizando o
espaçamento de 0,70 m entre fileiras e 0,20 m entre plantas. Os tratamentos utilizados
foram: fertilização com três inoculantes distintos a base de Bradyrhizobium (isolado 1:
115-7, isolado 2: 123-10A e isolado 3: 1436 SEMIA 6144), fertilização nitrogenada
(sulfato de amônio) e controle (cultivo sem fertilização nitrogenada). O delineamento
experimental adotado foi em blocos casualizados, com quatro repetições. As variáveis
registradas foram: altura de planta, número de nódulos e de vagens/planta, peso de
vagens e índice de colheita. Verificou-se que ambos os genótipos obtiveram resposta
significativa para as duas fontes de N aplicadas, a linhagem L7 Bege obteve médias
superiores a cultivar BR1 em todas as variáveis, com exceção da altura de plantas. Para
a produção de vagens, os genótipos mostraram-se responsivos tanto a fonte química
como para inoculação com Bradyrhizobium; os isolados 1 e 2 revelaram melhor
afinidade com a cultivar BR1 proporcionando incremento de 56% e 43%,
respectivamente. Por outro lado a linhagem L7 Bege mostrou-se responsiva apenas ao
isolado 2 com incremento de 32%, mesmo resultado obtido com o tratamento químico.
O isolado 3, recomendado para a cultura do amendoim, não apresentou efeito
significativo.
Palavras-chave: Arachis hypogaea; Fixação biológica de N; Fertilização, inoculante.
x
ABSTRACT
Peanut (Arachis hypogaea L.) is one of leading oilseeds grown worldwide and
considered one of the most important oleaginous crops. Due to wide adaptability to
tropical conditions and economic value, peanuts may have an important role in the
generation of income to small farmers located at Northeast region. The adoption of new
crop practices encompassing agroecological management should be encouraged among
farmers in order to minimizing costs, such as biological fertilization by using
Bradyrhizobium inoculants. The response inoculation, however, is genotype dependent
thus it is necessary to identify peanut genotypes more responsive to BNF in order to
promote better growth and development of plants. In this study, two peanut genotypes
were submitted to management involving three Bradyrhizobium isolates aiming to
estimate the pod and seed yield. The experiment was carried out in experimental field of
UFRPE, Recife, PE, using two earliness genotypes, BR 1 and L7 bege. Seeds were
planted in plots performed by five 3m-rows, using the spacing of 0.70 m x 0.20 m. The
soil was previously fertilized with superphosphate and potassium chloride. The
treatments were: fertilization with three different Bradyrhizobium isolates (1: 115-7, 2:
123-10 and 3: 1436 SEMIA 6144), fertilization with diammonium sulfate and absolut
control (no nitrogen fertilization and inoculation). The experimental design adopted was
randomized blocks with four replications. The variables evaluations were: plant height,
number of nodules and pods per plant, pod weight and harvest index. It both genotypes
had significant response to both Bradyrhizobium and diammonium sulfate fertilizations,
mainly to pod pro. Cultivar BR 1 was better benefited with 1 and 2 isolates, revealing
56% and 43% increasing in pod productions, respectively, while L7 bege was
xi
responsive only to 2 with increase of 32% and same result to diammonium sulfate
fertilization. Based on condition on this research, SEMIA 6144 did not show
effectiveness to both genotypes used in this work.
Keywords: Arachis hypogaea; Biological fixation of N; Fertilization, inoculant.
10
1. INTRODUÇÃO
O amendoim é uma das principais oleaginosas produzidas em larga escala
mundial, sendo a quarta oleaginosa mais cultivada, perdendo apenas para soja, algodão
e canola. O cultivo é realizado em mais de 100 países, ocupando uma área de 23
milhões de hectares. Para a safra 2014/2015 a produção mundial está estimada em torno
de 40 milhões de toneladas. Esta cultura possui grande relevância no mercado de grãos,
sendo um importante produto da economia de países asiáticos e africanos, com
produção liderada pela China, Índia, Nigéria e EUA, os quais detêm aproximadamente
80% da produção mundial (USDA, 2014).
Estima-se que, para o ano de 2015, o Brasil produza cerca de 320 mil toneladas
em uma área de 104 mil ha, sendo São Paulo, Minas Gerais e Tocantins os principais
produtores nacionais (CONAB, 2015). O estado de São Paulo é responsável por quase
90% da produção, adotando manejo altamente tecnificado, especialmente em áreas de
reforma de canavial. Cerca de 80% do que é produzido no estado é destinado ao
mercado externo. Nas regiões Centro-Oeste, Sul e Nordeste, o cultivo é realizado em
áreas com menos de 50 ha, com manejo envolvendo práticas realizadas por produtores
de base familiar (MELO FILHO e SANTOS, 2010).
Dentre os principais fatores que respondem pela produtividade nas lavouras de
amendoim, a fertilização é essencial para obtenção de altas produções e de boa
qualidade. Para suprir a demanda nutricional requerida pela cultura, os grandes
produtores utilizam fontes químicas de fertilizantes, entretanto, o emprego desta prática
por pequenos produtores é mínimo, devido ao seu alto custo.
11
O amendoim tem a habilidade de se beneficiar da simbiose estabelecida entre a
planta e bactérias fixadoras de nitrogênio que ocorrem naturalmente no solo, capazes de
reduzir o nitrogênio atmosférico a uma forma absorvível pelas plantas, dispensando ou
reduzindo o uso de fertilizantes químicos.
O Nitrogênio (N) participa de vários processos biológicos, sua deficiência causa
redução da área foliar, na assimilação fotossintética e do desenvolvimento vegetativo e
reprodutivo das plantas. Essa demanda pode ser suprida de forma agroecológica e com
baixo custo por meio de adoção de inoculantes a base de bactérias do gênero
Bradyrhizobium, utilizando-se isolados responsivos a produção de nódulos e também de
vagens.
Segundo Thies et al. (1991) a prática de inoculação não é muito comum na
cultura do amendoim uma vez que esta espécie é considerada capaz de nodular com
uma ampla faixa de rizóbios tropicais do grupo “miscelânea caupi”. Entretanto, a
inoculação com estirpes selecionadas, é capaz de aumentar a efetividade da simbiose e
aumentar o rendimento do amendoim (HUANG et al., 1990).
A adoção da fixação biológica de nitrogênio (FBN) promove o aproveitamento
total do nitrogênio fixado, diferentemente da utilização dos fertilizantes químicos,
resultando em economia para o produtor, além de não contaminar o solo, podendo ser
utilizado como adubo verde para a cultura subsequente.
A divulgação e incentivo na adoção de práticas culturais sustentáveis e
agroecológicas é uma tendência mundial que tem sido praticada por várias instituições
de pesquisa, assistência rural e universidades porque possibilita desenvolver uma
agricultura menos agressiva ao homem e ao meio ambiente. No Brasil, vários trabalhos
têm sido desenvolvidos em pequenas comunidades rurais, onde se tem demonstrado os
resultados de pesquisas que levam a maior economicidade e produtividade por meio de
adoção de práticas agroecológicas de defesa de plantas e fertilização biológica,
especialmente em lavouras leguminosas.
Este trabalho versa sobre resultados de pesquisa obtidos com fertilização
biológica, utilizando-se a cultura do amendoim, fertilizada com isolados de
Bradyrhizobium, onde se demonstra a vantagem de uso devido à contribuição para o
crescimento e desenvolvimento da planta. A pesquisa foi coordenada pela Embrapa
Algodão, em parceria com a UFRPE, em Pernambuco.
12
1.1. Objetivo Geral
Avaliar a produtividade de amendoim irrigado, cultivado em solo arenoso
inoculado com novas estirpes de Bradyrhizobium.
1.2. Objetivos específicos
Determinar a nodulação e a produção de vagens de dois genótipos de amendoim
inoculados com dois novos isolados de Bradyrhizobium oriundos de solos do nordeste
do Brasil.
13
2. REVISÃO DE LITERATURA
2.1 Aspectos gerais do amendoim
O amendoim é uma oleaginosa pertencente ao gênero Arachis (família Fabaceae,
subfamília Papilionidae) que engloba mais de 80 espécies já identificadas
(KRAPOVICKAS e GREGORY, 1994). Trata-se de uma planta originária da América
do Sul, distribuída naturalmente no Brasil, Bolívia, Paraguai, Argentina e Uruguai
(FÁVERO et al., 2006). Acredita-se que o centro de origem desta leguminosa seja o
Brasil, mas também é bastante cultivada na Ásia, África e América do Norte (ALLEN e
ALLEN, 1991). O Brasil é um dos grandes centros de diversidade desta oleaginosa;
dentre as várias espécies do gênero, 64 ocorrem no país e 48 são endêmicas do território
nacional (VALLS e SIMPSON, 2005).
A espécie A. hypogaea está subdividida em duas subespécies, hypogaea e
fastigiata e, entre estas, há seis variedades botânicas conforme o hábito de crescimento
(hypogaea, hirsuta, fastigiata, vulgaris, aequatoriana e peruviana) (NOGUEIRA et al.,
2013). É uma planta anual, dicotiledônea, autógama, herbácea, com caule ereto central e
ramificações que podem variar de rasteiras a eretas, com altura de 15 a 50 cm, conforme
o hábito de crescimento (VIEIRA et al., 2001).
As subespécies são diferenciadas a partir de grupos botânicos, sendo os mais
comerciais os tipos Virgínia, Valência e Spanish. O tipo Virgínia é representado por
acessos da subespécie hypogaea, que tem em comum o hábito de crescimento rasteiro,
semirrasteiro e arbustivo, ciclo longo (120 a 140 dias), sem flores na haste principal e
vagens com duas sementes, já os tipos Valência e Spanish são representados pelas
14
subespécies fastigiata e hypogaea, respectivamente, ambas possuem hábito de
crescimento ereto ou semi-ereto, ciclo curto (90 a 100 dias) e haste principal com flores.
As vagens do grupo Spanish possuem duas sementes de tamanho pequeno a médio; já
as do grupo Valência contêm entre duas e quatro sementes por vagem (GODOY et al.,
2005).
O amendoim é cultivado em regiões tropicais na faixa de latitude entre 30o
N e
S, entretanto, países de clima temperado como os Estados Unidos executam o cultivo
numa faixa de latitude maior (30° a 40°). Apesar desta ampla adaptabilidade, a
produtividade é fortemente influenciada por fatores ambientais, especialmente
temperatura, disponibilidade de água e radiação (NOGUEIRA et al., 2013). As
condições climáticas variam em função da fase de desenvolvimento da cultura. As
plantas apresentam hábito de crescimento indeterminado, ocorrendo simultaneamente o
desenvolvimento vegetativo e o reprodutivo (NETO et al., 2012).
A formação dos frutos do amendoim é de natureza hipógea, necessitando de
solos de textura arenosa ou franco-arenosa, de boa drenagem e aeração de modo a
favorecer o desenvolvimento das raízes e frutos, como também o suprimento de
nitrogênio para a fixação simbiótica (NETO et al., 2012).
2.2. Importância econômica e mercado
Durante as décadas de 70 e 80, o cultivo de amendoim no Brasil, ocupou posição
de destaque, dando ao país status de grande produtor mundial, com 700.000 hectares
plantados e uma produção de 900.000 toneladas (FREITAS et al., 2005).
A partir daí, houve uma forte queda na produção do amendoim, causada pelo
baixo retorno econômico da cultura, introdução da soja, e de fatores tecnológicos. Pela
falta de normas de controle sanitário específico, houve uma redução da competitividade
do amendoim em relação a soja, que acabou se estabelecendo como matéria-prima para
produção de óleo e farelo, por outro lado, aconteceu um crescimento da demanda pelo
grão de amendoim para consumo in natura (MARTINS e VICENTE, 2010). Com a
implementação de novas cultivares, emprego de tecnologias e aumento da qualidade dos
grãos, ocorreu o resgate da cultura do amendoim a datar dos anos 2000, readquirindo a
confiança do produto brasileiro tanto no mercado nacional como internacional (MELO
FILHO e SANTOS, 2010).
Surgindo então uma nova perspectiva de mercado para os produtores de
15
amendoim, a indústria confeiteira. Novas técnicas foram adotadas visando atender às
exigências específicas para este mercado, o que também permitiu uma reorganização do
segmento para o estabelecimento de novas regras de produção. A adoção de novas
tecnologias permitiu a conquista do mercado externo, com ênfase para o exigente
consumidor europeu, sendo o amendoim descascado o principal produto exportado
(MARTINS, 2010; VICENTE, 2010).
O estado de São Paulo é responsável por quase 90% da produção nacional,
fixada em torno de 300 mil toneladas. Segundo a CONAB (2015), há uma expectativa
de crescimento em torno de 5% na área cultivada com amendoim no estado,
especialmente com cultivares do tipo runner que já ocupa 80% da área cultivada.
A produção nacional visa atender principalmente os mercados de consumo in
natura e de alimento. Para o mercado in natura, as exigências são grãos de película
vermelha, com tamanho variando de médio a grande e teor de óleo entre 40% e 46%. Já
para o mercado de alimentos, dar-se preferência aos grãos de coloração bege ou creme,
de tamanho grande e extragrande e teor de óleo na faixa de 43% e 50% (SANTOS et al.,
2013).
Com o crescimento de demandas por culturas oleaginosas para alimentar o
mercado oleoquímico no segmento comestível ou combustível, na ultima década, houve
também uma reabertura para o óleo de amendoim, que tem sido abastecido por
cultivares do tipo runner que possuem maior teor de óleo (SANTOS et al., 2013)
2.3. Manejo do amendoim na região Sudeste
Atualmente, a região sudeste responde por mais de 90% do amendoim produzido
no Brasil, com destaque para o estado de São Paulo onde o cultivo é feito basicamente
em duas regiões: na Alta Mogiana, na região de Ribeirão Preto e Jaboticabal, e Alta
Paulista, região de Marília e Tupã. Nestas áreas, os produtores plantam a leguminosa
com o objetivo de renovar canaviais e pastagens, em duas safras durante o ano
(MARTINS, 2010). Segundo Ambrosano et al. (2011) a utilização do amendoim em
reforma de canaviais proporciona aumentos significativos na produção da cana-de-
açúcar, protege o solo contra erosão e reduz a incidência de plantas invasoras, além de
ter um custo relativamente baixo.
O plantio é realizado geralmente, entre outubro e novembro (primeira safra ou
safra das águas), podendo ser plantado também entre fevereiro e março (segunda safra
16
ou safrinha) (GODOY et al., 2014). A depender do cultivo anterior, tipo de solo e
período do ano, as operações de preparo do solo são realizadas com o auxílio de
implementos como roçadeiras, grades de discos, no preparo primário do solo,
subsolador, no caso de solos compactados e aração com arado de discos ou aivecas
(BOLONHEZI et al., 2013).
A fertilização é feita baseada em análise de solo, entretanto, de maneira geral, a
formulação adotada pelos produtores para cultivares de alto potencial produtivo é a que
garante o fornecimento de 10 a 15 kg ha-1
de N, 90 a 100 kg ha-1
de P2O5 e 30 a 40 kg
ha-1
de K2O, além dos micronutrientes já contidos nos fertilizantes. A colheita é
efetuada utilizando implementos tipo arrancadoras/invertedoras para o arranquio e
enleiramento, posteriormente, se procede a secagem em campo ou de forma artificial
por meio de secadores tipo silo ou carretas com o fundo perfurado (GODOY et al.,
2014).
2.4. Manejo do amendoim no Nordeste Brasileiro
Na região Nordeste, o estado da Bahia destaca-se como principal produtor, com
3,1 mil toneladas, que representa 46% da produção desta região, seguido de Sergipe
com 2,1 mil toneladas (CONAB, 2015). A maior parte do amendoim cultivado no
Nordeste é realizada em regime de sequeiro, em apenas uma safra, concentrando-se nas
regiões da Zona da Mata, Agreste e Semiárido, onde o cultivo irrigado é pouco
utilizado. As lavouras de amendoim estão basicamente distribuídas no Recôncavo
Baiano, Tabuleiros costeiros de Sergipe, nas Zonas da Mata, Agreste e Sertão
Pernambucano, no Agreste e Brejo Paraibano e na região do Cariri do Ceará
(BOLONHEZI, 2013).
Nessas regiões, o cultivo é realizado por pequenos agricultores no período
chuvoso, sendo a mão de obra familiar responsável pelo manejo da cultura, exercendo o
monocultivo ou em forma de consórcio com o milho, algodão e gergelim, por exemplo
(BOLONHEZI et al., 2013).
A colheita é efetuada de forma manual ou com auxilio de tração animal, devido
ao predomínio de cultivares de porte ereto, em seguida as plantas são enleiradas para
secagem. Após a secagem as vagens são despencadas e descascadas utilizando a mão de
obra familiar (SANTOS et al., 2006).
Segundo Bolonhezi et al. (2013), a fertilização é fundamental para obtenção de
17
produtividade elevada e de qualidade, mesmo considerando o amendoim como uma
cultura pouco exigente em adubação. A fertilidade dos solos nordestinos é
frequentemente baixa, desta maneira recomenda-se entre 60 e 80 kg ha-1
de P2O5, e 30
kg ha-1
de KCl, baseando-se em análise de solo. Por ser uma prática de alto custo e fora
da realidade financeira dos agricultores familiares, a utilização de fertilizantes químicos
é substituída pela adubação orgânica com a aplicação de 2 Kg/m2 de esterco de curral
curtido ou pela fertilização biológica, baseada na FBN por bactérias diazotróficas,
recomendando-se 200 g do inoculante para 10 Kg de sementes (SANTOS et al., 2006).
2.5. Fixação Biológica de Nitrogênio
O nitrogênio é um nutriente essencial para as plantas por estar presente em
vários processos biológicos tais como síntese de aminoácidos, ácidos nucleicos,
proteínas e enzimas, além do metabolismo, crescimento e desenvolvimento de tecidos
vegetais. Baseado nestes fatores, a deficiência de nitrogênio provoca redução da área
foliar, da assimilação fotossintética, do desenvolvimento vegetativo e reprodutivo das
plantas (EPSTEIN e BLOOM, 2006; TAIZ e ZEIGER, 2013). É o elemento mais
abundante na atmosfera, e sua disponibilidade limita a produção vegetal em vários
ecossistemas naturais e agrícolas pelo fato de ser o nutriente exigido em maior
quantidade pelas plantas, em relação aos demais nutrientes minerais (EPSTEIN e
BLOOM, 2006).
Além de inibir o crescimento das plantas, sua deficiência ocasiona clorose nas
folhas mais velhas. Em casos mais severos de deficiência as folhas ficam
completamente amarelas ou castanhas e caem. O caule pode ficar mais lenhoso devido
ao acúmulo de carboidratos que não foram utilizados na síntese de aminoácidos e outros
compostos nitrogenados. Estas substâncias podem ser utilizadas na síntese de
antocianinas provocando um acúmulo deste pigmento e, consequentemente, dando uma
coloração arroxeada as folhas, pecíolos e caules de algumas espécies (TAIZ e ZEIGER,
2013).
Aproximadamente 78% da atmosfera é composta por N2, forma combinada que
as plantas não são capazes de absorver graças a tripla ligação covalente que une estes
dois átomos. Para a produção de nitrato (NO3-) ou amônia (NH3), formas sintetizadas
pelas plantas, esta tripla ligação deve ser quebrada por reações denominadas de fixação
do nitrogênio, isto ocorre por processos industriais ou naturais (relâmpagos, reações
18
fotoquímicas e FBN) (TAIZ e ZEIGER, 2013).
O Brasil ocupa a quarta posição no consumo mundial de fertilizantes (N, P, K), o
que corresponde a 6% de 171 milhões de toneladas de nutrientes. Em relação ao
nitrogênio, o país detém 3% da participação no mercado mundial de N-fertilizante de
104 milhões de toneladas comercializadas. Deste total o Brasil importa
aproximadamente 78% do que é consumido, aumentando ainda mais os custos de
produção (ANDA, 2010). Da safra de 2010 a 2013 houve um acréscimo no consumo de
fertilizantes de quase 6%, o que evidencia a dependência do setor por estes produtos
(ANDA, 2013).
Segundo Mortvedt et al. (1999), a eficiência da aplicação dos fertilizantes
nitrogenados, especialmente em regiões tropicais, situa-se entre 50% e 70%, ou seja,
parte do fertilizante é perdido por volatilização, lixiviação ou nitrificação. O prejuízo
não se resume a danos econômicos, também ocorre contaminação do meio ambiente
pelo excesso de NO3- nas fontes de água (SPIERTZ, 2010). O acúmulo de nitrato na
água compromete sua qualidade inviabilizando o consumo em função do crescimento de
bactérias que produzem substâncias maléficas ao homem (DAVIDSON et al., 2012).
A FBN é um processo que utiliza bactérias capazes de converter o nitrogênio da
atmosfera em amônio, forma utilizável pelas plantas (EPSTEIN e BLOOM, 2006),
sendo responsável pela fixação de 44 a 66 milhões de toneladas de N fixados ao ano por
leguminosas de importância econômica, o que representa aproximadamente metade do
N utilizado nos sistemas agrícolas (GRAHAM e VANCE, 2003).
Este processo é mediado por bactérias diazotróficas ou fixadoras de N,
organismos que são caracterizados pela presença do complexo enzimático denominado
de nitrogenase, capaz de efetuar a quebra da tripla ligação do N2, podendo ocorrer de
forma livre no solo ou em associações simbióticas com determinadas espécies vegetais,
em especial as leguminosas (fabáceas) como amendoim, soja e feijão (MOREIRA e
SIQUEIRA, 2006).
A partir da simbiose estabelecida entre rizóbio e leguminosa formam-se os
nódulos radiculares ou caulinares, que são habitados por organismos específicos como
bactérias do gênero Rhizobium e Bradyrhizobium, dentre outros que fixam o nitrogênio
atmosférico. Nessa relação, o micro-organismo utiliza as fontes de carbono fornecidas
pelas plantas e libera o N fixado que posteriormente será convertido em N orgânico,
assimilado pela planta (MOREIRA e SIQUEIRA, 2006).
Os nódulos são estruturas que possuem, entre outras atividades, a de proteger o
19
complexo enzimático da nitrogenase contra o oxigênio, pois as duas proteínas que a
compõem (Fe proteína e Fe-Mo proteína) são desnaturadas na sua presença. Para que os
bacteroides não tenham seu metabolismo aeróbio danificado, os nódulos contém uma
heme proteína, a leghemoglobina, que tem a função de controlar a entrada do oxigênio
em níveis que não interfiram na ação da nitrogenase e assim ser utilizado no
metabolismo aeróbio das bactérias (MOREIRA E SIQUEIRA, 2006). O oxigênio fica
adsorvido a leghemoglobina, que ocasiona uma coloração avermelhada no interior do
nódulo, esta coloração é geralmente um indicativo de eficiência simbiótica (RIBEIRO
JÚNIOR e RAMOS, 2006). Essa simbiose torna-se uma importante alternativa
ecológica e econômica ao uso dos fertilizantes nitrogenados, podendo dispensar parcial
ou totalmente o uso destes insumos, além de que todo N fixado por meio da FBN é
assimilado pela planta (FRANCO e DOBEREINEIR, 1994; FRANCO e FARIA, 1997).
Segundo Peoples et al. (1995), as leguminosas são responsáveis por acrescentar cerca de
200 a 300 kg.ha-1
de N ao ano nos solos agrícolas.
Os metabolismos do micro-organismo e da planta hospedeira se complementam, cada
um é responsável por produzir substâncias específicas. Para que ocorra nodulação, o
hospedeiro precisa ser suscetível e compatível com a espécie de rizóbio que, por sua vez
deve ter a capacidade de se reproduzir e sobreviver nas raízes. Caso a liberação de
exsudados pela planta hospedeira não seja satisfatória, a FBN pode ser comprometida
(KERBAUY, 2004). Com isso, a identificação e caracterização de estirpes são pontos
de partida nos trabalhos de seleção destes micro-organismos devido à vasta diversidade
de espécies agrícolas cultivadas e que podem ser beneficiadas pelo processo da simbiose
nos solos tropicais (CUNHA et al., 2013).
Taurian et al. (2006) estimaram a diversidade genética em 39 isolados
bacterianos coletados em 14 diferentes locais na região de Córdoba, na Argentina,
utilizando o amendoim como planta isca. Os autores constataram que existem outras
espécies além de Bradyrhizobium que apresentam eficiência em nodular o amendoim,
tais como: Rhizobium giardinii e R. tropici. De posse destes resultados, Ibañez et al.
(2009), a fim de avaliar apenas os isolados de crescimento rápido, recuperados de
nódulo estudados por Taurian et al. (2006), constataram a presença de outros gêneros
entre eles: Pseudomonas spp., Enterobacter spp. e Klebsiella spp., bactérias
oportunistas, pertencentes ao Filo Proteobactéria, subclasse Gammaproteobactéria. Os
autores explicam que estes micro-organismos possuem a capacidade de colonizar os
nódulos radiculares após ou durante o seu processo de formação. A identificação de
20
bactérias da sub classe Gammaproteobactéria nos nódulos do amendoim não foi
previamente relatada, ao passo que, estas informações podem ser importantes se for
confirmado que a associação de leguminosas com estas bactérias cause efeito benéfico
no crescimento das plantas (IBAÑEZ, 2009).
Atualmente, grande parte dos gêneros identificados como nodulíferos pertencem
a subclasse Alfaproteobactérias, onde cita-se: Rhizobium (FRANK, 1889),
Bradyrhizobium (JORDAN, 1984), Azorhizobium (DREYFUS, 1988), Sinorhizobium
(Ensifer) (CHEN et al., 1988), Mesorhizobium (JARVIS et al., 1997), Allorhizobium
(LAJUDIE et al., 1998), Methylobacterium (SY et al., 2001), Devosia (RIVAS et al.,
2002), Phyllobacterium (VALVERDE et al., 2005), Ochrobactrum (TRUJILLO et al.,
2005), Shinella (LIN et al., 2008), Aminobacter (MAYNAUD et al., 2012), Microvirga
(ARDLEY et al., 2012) e Achromobacter (GUIMARÃES et al., 2012). Entretanto, a
evolução nos estudos taxonômicos de bactérias fixadoras de N detectou que algumas
espécies pertencentes à subclasse Betaproteobactéria, classificadas como Burkholderia
sp. (MOULIN et al., 2001) e Cupriavidus sp. (CHEN et al., 2001), também realizam
simbiose com leguminosas. Cunha et al. (2013) estimaram a diversidade de bactérias
isoladas de nódulos de amendoim cultivado em solos do semiárido brasileiro e
concluíram que há grande diversidade entre as estirpes presentes nos nódulos, em
função do crescimento rápido da colônia, capacidade de acidificar o meio e presença de
muito muco, características inerentes a estirpes do gênero Rhizobium. Segundo os
autores, o amendoim é considerado uma planta promíscua capaz de nodular com uma
ampla diversidade de rizóbios.
.
2.6. Produção nas lavouras via FBN
A inoculação com estirpes selecionadas de rizóbios pode proporcionar muitos
benefícios para os sistemas agrícolas, entre eles aumento da fertilidade do solo e da
produção vegetal, além de gerar economia na utilização de fertilizantes nitrogenados,
substituindo total ou parcialmente o uso destes insumos em algumas leguminosas. A
soja, a exemplo disto, dispensa totalmente a utilização de adubos químicos
nitrogenados, reduzindo custos e impactos ambientais decorrentes do manejo impróprio
(MOREIRA, 2010).
Segundo estimativa do Ministério da Agricultura Pecuária e Abastecimento
(MAPA, 2011), mais de 95% dos inoculantes produzidos a partir de bactérias
21
diazotróficas comercializados no Brasil são destinados à cultura da soja. Estudos
desenvolvidos por Nogueira e Hungria (2013) reportaram que a inoculação pode suprir
a demanda de N requerida pela soja, com aproveitamento que pode chegar a 100%, o
que não acontece com os fertilizantes químicos, gerando uma economia de US$ 7
bilhões anuais para o Brasil.
Atualmente, o MAPA recomenda quatro estirpes para a formulação de
inoculantes destinados ao cultivo da soja: SEMIA 5079, SEMIA 5080, SEMIA 5019 e
SEMIA 587, sendo utilizadas individualmente ou de forma combinada, a depender do
fabricante. Resultados obtidos nas diversas regiões onde a soja é cultivada no Brasil
mostram que a aplicação de fertilizantes nitrogenados, em fundação ou cobertura,
independentemente do estágio de desenvolvimento da planta, não aumenta a
produtividade da cultura e tende a inibir a nodulação (HUNGRIA et al.,2005).
O MAPA recomenda o uso de estirpes de bactérias fixadoras de N para mais de
100 espécies vegetais, o que representa uma oportunidade para testar e posteriormente
recomendar estirpes potencialmente responsivas para várias culturas de importância
econômica (MAPA, 2011).
O feijão de corda ou caupi (Vigna unguiculata) é considerado uma espécie
promíscua, ou seja, capaz de nodular com diversos gêneros de rizóbios, entre eles
Bradyrhizobium, Rhizobium, Sinorhizobium, Burkholderia, Azorhizobium e
Mesorhizobium (ZILLI et al., 2006; MOREIRA, 2006b; GUIMARÃES et al., 2012), no
entanto, os inoculantes recomendados para a cultura atualmente são elaborados a partir
de Bradyrhizobium sp., a saber: INPA 3-11B, UFLA 3-84, BR 3267 e BR 3262.
A inoculação de feijão caupi, cv BRS Amapá com a estirpe BR 3262, em
ensaios no estado de Roraima, proporcionou rendimento de grãos semelhante à
fertilização com 50 kg/ha de N em fundação ou 80 kg/ha de N, dividido em duas
aplicações (ZILLI et al., 2009). Sousa e Moreira (2011) constataram um incremento de
41% no rendimento de grãos de feijão caupi, cv. Gurguéia, quando inoculado com a
estirpe INPA 3-11B, no município de Confresa, MT.
A adoção de inoculação com estirpes superiores também tem sido reportada em
gramíneas, como milho (Zea mays) e trigo (Triticum spp.). Ensaios conduzidos por
Hungria et al. (2010) resultaram nas primeiras cepas de Azospirillum sp. recomendadas
para a produção de inoculantes no Brasil, proporcionando incremento no rendimento de
grãos de cerca de 30% e 18%, respectivamente.
Em cana-de-açúcar (Saccharum officinarum), Shultz et al. (2012), realizaram
22
avaliações em áreas de cultivo comercial e observaram que a cultivar RB 867515 obteve
produtividade semelhante a fertilização com 120 kg.ha-1
quando utilizou-se inoculante
produzido a partir de Gluconacetobacter diazotroficus, Herbaspirilum seropedicae, H.
rubrisubalbican, Azospirilum amazonense e Bulkholderia tropica.
Mesmo para espécies como o feijão (Phaseolus vulgaris) e o amendoim (A.
hypogaea), que tem habilidade de nodular com estirpes nativas no solo, a inoculação
com estirpes selecionadas pode garantir maior produtividade devido ao melhor aporte
de N, podendo até dispensar o uso de fontes suplementares de fertilizantes nitrogenados
(HUNGRIA et al., 2013).
De acordo com Thies et al. (1991), a prática de inoculação na cultura do
amendoim não é muito comum devido a sua elevada capacidade de nodular com uma
extensa faixa de rizóbios tropicais, pertencentes ao grupo miscelânea caupi. Em estudos
conduzidos nos EUA, Lanier et al. (2005) constatou que o amendoim responde melhor a
inoculação com Bradyrhizobium em área sem histórico de cultivo com essa leguminosa,
diferentemente das áreas em que o amendoim já tenha sido cultivado, ocorrendo
nodulação natural com bactérias nativas. Entretanto a introdução de estirpes
selecionadas pode aumentar a produção em solos onde a competividade da população
simbiótica é baixa (BORGES, 2006). Neste caso, o sucesso da inoculação de estirpes
selecionadas irá depender do seu potencial de competição e estabelecimento no solo em
relação às populações de rizóbios nativos (BORGES et al., 2007).
A nodulação de diversas espécies leguminosas nos solos tropicais é mais
influenciada pela planta hospedeira do que pelos rizóbios nativos (RUMJANEK et al.,
2005). Em relação ao amendoim esta especificidade pode ser observada entre diferentes
cultivares (SANTOS et al., 2005; MARCONDES et al., 2010; MELO, 2013).
Na região Nordeste certos fatores determinam a necessidade da inoculação do
amendoim em solos tropicais, tais como, população reduzida de rizóbios nativos, baixa
umidade do solo e áreas sem histórico de cultivos com leguminosas (SANTOS et al.,
2005).
Para a cultura do amendoim, o MAPA recomenda apenas um isolado, SEMIA
6144, de Bradyrhizobium sp., isolada e avaliada pelo Instituto Agronômico de
Campinas - IAC (MAPA, 2011).
Alguns autores reportam a eficiência desta estirpe para alguns genótipos
específicos. Ao estudar a eficiência de duas fontes de N sob a produção de três
genótipos de amendoim, Melo (2013) comprovou efeito benéfico da simbiose entre
23
genótipo e isolado de Bradyrhizobium. O ensaio foi conduzido em Campina Grande,
PB, utilizando solo de textura arenosa. Três genótipos precoces foram avaliados, BR1,
BRS Havana e L7 Bege, todos inoculados com a estirpe SEMIA 6144. O autor verificou
que entre os genótipos estudados, apenas a BRS Havana foi beneficiada pela
inoculação, com aumento no número de nódulos e peso de vagens.
Em ensaios conduzidos por Delfini et al. (2010), em solos de textura arenosa, em
Córdoba (Argentina), os autores testaram duas cultivares de amendoim cultivadas com
inoculante a base de SEMIA 6144 e verificaram aumento no número de nódulos, massa
seca e o teor de N nas plantas em apenas uma cultivar, demonstrando especificidade de
resposta, tal como tem sido verificado por outros autores.
Além dos isolados de Bradyrhizobium, há relatos de outras estirpes do gênero
Rhizobium, caracterizadas por serem de crescimento rápido, com eficiência simbiótica
para outras culturas como feijão-caupi (Vigna unguiculata), que também tem sido
capazes de nodular em amendoim (TAURIAN et al., 2006).
Segundo Marcondes et al. (2010), algumas cultivares de amendoim também
podem se beneficiar da simbiose com isolados de bactérias do gênero Rhizobium sp. Os
autores testaram as cultivares paulistas IAC 886 Runner e IAC Tatu ST submetidas a 15
diferentes isolados bacterianos, isoladamente ou associados à SEMIA 6144 e
verificaram que todas as estirpes foram eficientes para nodular as plantas, aumentando o
N total e a matéria seca da parte aérea. Os isolado JAB 2 e JAB 15/6144 apresentaram
melhores médias para nodulação, matéria seca e efetividade de fixação de N em ambas
as cultivares.
Santos et al. (2005) avaliaram a FBN em cinco genótipos mediante a inoculação
com 12 isolados de rizóbios nativos da região Nordeste. Os autores verificaram que os
tratamentos com os isolados proporcionaram boa nodulação e acúmulo de N-total, além
de rendimento de biomassa seca na parte aérea. A cultivar precoce da Embrapa, BR 1,
revelou maior especificidade, sendo mais responsiva ao isolado A105, enquanto que a
land race Sertão mostrou-se mais responsiva a inoculação quando em associação com
rizóbios nativos.
El-Akhal et al. (2013) testaram dois isolados de rizóbio em amendoim cultivado
em meio salino, variando entre 3,80 dS.m-1
e 9,25 dS.m-1
. Os autores verificaram que,
no geral, sob estresse salino, as plantas inoculadas comportaram-se como as fertilizadas
com N2, levando a concluir que a inoculação pode representar uma alternativa
econômica e competitiva em comparação a adubação mineral para o amendoim, quando
24
cultivado em condições de salinidade moderada.
Ogega et al. (2012) em estudo realizado em dois locais diferentes, Koyonzo e
Ligala, Quênia, objetivando avaliar a nodulação de amendoim em solos salinos da
região observaram que a estirpe de Bradyrhizobium A6w promoveu aumentos na
produção de 56% e 69 %, respectivamente.
2.7. Seleção de novas estirpes para uso comercial
De maneira geral, a seleção de novas estirpes para uma determinada espécie
segue basicamente quatro etapas: a primeira destina-se à avaliação e fixação de N de um
elevado número de estirpes separadamente testadas, em condições controladas e
estéreis, em recipientes com solução nutritiva, com a ausência de N mineral. Em
seguida, as estirpes serão testadas em casa de vegetação, em vasos contendo substrato
estéril, permitindo-se comprovar se o isolado de fato tem a capacidade de nodular a
planta. Nesta fase também é possível obter uma avaliação prévia da capacidade de
fixação de N das bactérias. Os isolados que apresentaram melhores resultados serão
testados agora em vasos contendo solo para avaliar a eficiência simbiótica e o potencial
de competição com as bactérias autóctones. Por último, os isolados selecionados são
testados em campo, sob diferentes condições de solo e clima (MOREIRA e SIQUEIRA,
2006a).
Tais estudos são necessários, pois podem ocorrer, durante o desenvolvimento de
um processo de cultivo, situações em que um isolado com elevada eficiência em um
determinado manejo, responda diferentemente em outra situação em que a textura e a
fertilidade do solo sejam diferentes. Isso ocorre porque geralmente há forte interação
entre o isolado, o genótipo e o ambiente.
Em ensaios conduzidos no campo experimental da Embrapa Meio-Norte,
Teresina-PI, Almeida et al. (2010) avaliaram a inoculação de uma nova estirpe isolada
de feijão caupi, a BR 3299 (Microvirga vignae), além das estirpes já recomendadas pelo
MAPA. Os autores concluíram que a cepa testada obteve resposta satisfatória para as
variáveis analisadas, considerando-a como de alto potencial para ser recomendada como
inoculante para feijão caupi, nesta região. Resultado semelhante foi alcançado por
Marinho et al. (2014) em ensaios realizados em Petrolina-PE e Juazeiro-BA, com as
cultivares BRS Pujante, BRS Tapaihum, BRS Carijó e BRS Acauã. As plantas
25
mostraram produtividade similar ao tratamento com 80 kg há-1
de N quando inoculadas
com as estirpes recomendadas e a BR 3299.
Ferreira et al. (2013) avaliou a eficiência simbiótica de estirpes isoladas de feijão
caupi cultivado em solos de várzea do Piauí (UFPI B3-4, UFPI B3-5, UFPI B3-7, UFPI
B4-3 UFPI B4-5, UFPI B4-6, UFPI B5-7A e UFPI B7-6), duas estirpe da Universidade
Federal de Lavras (UFLA 3-164 e UFLA 3-154) além das estirpes recomendadas pelo
MAPA para a cultura. Segundo os autores os isolados UFPI B3-4 e UFPI B5-7A se
destacaram dentre os demais, sendo recomendadas para novos estudos.
Para feijão guandu [Cajanus cajan (L.) Millsp.], o MAPA recomenda duas
estirpes para inoculação, BR 2003 (SEMIA 6156) e BR 2801 (SEMIA 6157). Dada a
importância da cultura, Rufini et al. (2014) testaram sete estirpes de Bradyrhizobium
pertencentes a UFLA, uma estirpe recomendada para soja (SEMIA 5019) e três estirpes
recomendadas para feijão caupi (SEMIA 6461, SEMIA 6462 e SEMIA 6463). Foi
constatado que a estirpe UFLA 03‑320 foi mais eficiente, proporcionando crescimento
do guandu, cv. 'Iapar 43' (Aratã), consequentemente, tem potencial para ser utilizada
como inoculante.
Objetivando avaliar o cultivo de soja em solo ácido da zona da mata
Pernambucana, Silva et al. (2002), testaram a inoculação de duas estirpes, NFB 175, de
crescimento rápido e SEMIA 542, de crescimento lento, ambas selecionadas para
resistência a acidez, em comparação com a inoculação comercial. As estirpes testadas
mostraram eficiência em condições de pH baixo, sendo este resultado considerado
promissor, visto que a inoculação pode gerar economia no uso de corretivos.
O emprego da inoculação com micro-organismos fixadores de N no Brasil ainda
é muito limitada, a exceção da soja, mesmo com a existência de estirpes recomendadas
para mais de 90 espécies vegetais (MAPA, 2011). Dessa forma, é crucial que o emprego
dessa biotecnologia de custo baixo e não poluente seja expandida para outras
leguminosas de importância na agricultura, sobretudo o amendoim. Além de difundir o
uso de inoculantes em culturas que já possuem recomendação específica devem-se
concentrar esforços no âmbito de selecionar novas estirpes adaptadas as diversas regiões
do país, que sejam capazes de elevar a produção das culturas.
26
3. MATERIAL E MÉTODOS
3.1. Obtenção dos isolados de Bradyrhizobium
Os novos isolados utilizados neste estudo são do gênero Bradyrhizobium,
cedidos pela Embrapa Semiárido, isolados a partir de plantas de amendoim: cultivar
BR1 e a Top line LViPE-06, além de 10 linhagens oriundas de cruzamento desses dois
genótipos (L. 408 - 2SV, L. 108 - 3SV, PL 46 - 2SB, PL 108 - 2SV, BR - AN - 2SV, P
59 - 2SV, P 59 - 2SB, 81 - 2SB, RUNNER 20 20 - 2SB, L 20 - 3SV), cultivados em
solos coletados nos municípios de Barbalha-CE e Petrolina-PE (Tabela 1), (CUNHA et
al., 20013).
Tabela 1. Descrição dos solos analisados para o estudo de diversidade de bactérias
isoladas de amendoim (Arachis hypogaea L.).
Solo Local Uso anterior
1 Argissolo Vermelho-Amarelo Petrolina, PE Pousio após cultivo de
amendoim
2 Argissolo Vermelho Barbalha, CE Plantio de Amendoim
3 Vertissolo Barbalha, CE Plantio de Amendoim
4 Argissolo Vermelho-Amarelo Petrolina, PE Pastagem de capim- buffel
27
As amostras de solo foram homogeneizadas e colocadas em vasos para o plantio
dos genótipos de amendoim, em casa de vegetação. Após o plantio houve desbaste
deixando apenas uma planta por vaso. As plantas foram coletadas após 40 dias de
emergência para a coleta dos nódulos e posterior isolamento das bactérias. Dentre os
isolados caracterizados, dois foram escolhidos para testes no presente estudo, 115-7 e
123-10 A, além da cepa de referência recomendada pelo MAPA para a cultura do
amendoim, SEMIA 6144 (Tabela 2).
Tabela 2. Características dos isolados de rizóbio isolados de amendoim (Arachis
hypogaea L.) (CUNHA, 2013).
Isolado Gênero Crescimento pH do meio Origem Instituição
115-7 Bradyrhizobium sp. Lento Alcalino Brasil Embrapa
123-10A Bradyrhizobium sp. Lento Alcalino Brasil Embrapa
SEMIA 6144 Bradyrhizobium sp. Lento Alcalino Zimbabue IAC
3.2. Condução do experimento em campo
O experimento foi conduzido na área experimental da UFRPE, em Recife, PE
(08° 01’S; 34° 56’W), com o plantio realizado no dia 31 de outubro, em seguida a
colheita, entre os dia 25 e 30 de janeiro de 2014. Dois genótipos de porte ereto foram
selecionados, a cv. BR 1, desenvolvida pela Embrapa e recomendada para o semiárido
nordestino (SANTOS et al., 2013) e a top line L7 Bege, precoce e de ciclo curto.
O solo, classificado como Vertissolo de textura franco arenosa foi destorroado,
peneirado e homogeneizado, as amostras foram submetidas à análise conforme Embrapa
(1997). Em seguida corrigido e adubado em função das necessidades de análise de solo
(Tabela 3). A área foi corrigida com 1,5 Kg/ha de calcário dolomítico aos 30 dias antes
do plantio e fertilizada com 60 kg/ha de superfosfato simples e 30 Kg/ha de cloreto de
potássio no plantio.
28
Tabela 3. Resultado da análise da amostra de solo coletado da área experimental
Ca+2
- Cálcio; Mg+2
- Magnésio; K+- Potássio; Al
+3- Alumínio trocável, P – Fósforo;
M.O- Matéria Orgânica.
A unidade experimental foi composta por cinco linhas de três metros tomando-se
as três centrais como área útil. O espaçamento foi de 0,70 x 0,20 m deixando-se duas
plantas/cova. Cinco tratamentos foram estabelecidos: C- Cultivo sem fertilização
nitrogenada (controle), SA- fertilização com sulfato de amônio (20 Kg de N/ha), B1-
inoculação com o isolado de Bradyrhizobium 1 (115-7), B2- inoculação com o isolado 2
(123-10A) e B3- inoculação com SEMIA 6144 (Tabela 2).
O delineamento adotado foi em blocos ao acaso, com esquema fatorial 2 x 5, e
quatro repetições. As variáveis registradas foram: início de floração (IF), maturação
completa das vagens (MCV), altura das plantas (AP), número de nódulos (NN), número
(NV) e peso das vagens (PV) e índice de colheita (IC). As variáveis IC, NV e AP foram
tomadas, ao acaso, em 15 plantas dentro da área útil. Um detalhe da experimentação é
mostrado na Figura 1.
Figura 1. Inoculação das sementes com os isolados de bactérias do gênero
Bradyrhizobium (A), área experimental previamente fertilizada com superfosfato
simples e cloreto de potássio (B), desenvolvimento dos genótipos de amendoim
submetidos aos tratamentos: sulfato de amônio, isolados de Bradyrhizobium e controle
(C).
Complexo Sortivo e Nutrientes
pH g.kg-1
cmolc.kg-1
1:2,5 M.O Al+3
Ca+2
Mg+2
K+ P
6,6 13,8 0,0 27,4 12 1,8 52,6
A B C
29
3.3. Preparo dos isolados
Os isolados de Bradyrhizobium foram cultivados em meio líquido “Yeast Extract
Malt Agar”, YMA (glicose 1%, ágar 2%, peptona 0,5%, malte 0,3% e extrato de
levedura 0,3%) à 28 °C, sob agitação, por 7 dias até o final da fase exponencial de
crescimento das bactérias (VINCENT, 1970). A seguir, o caldo bacteriano foi misturado
à turfa esterilizada na concentração 1:4 (v:v), para obtenção de um inoculante com
109ufc.g
-1, para posterior inoculação das sementes.
As sementes dos genótipos foram inoculadas no dia da semeadura, na proporção
de 200 g do inoculante para 10 kg de sementes, utilizando-se água com açúcar para uma
melhor aderência às sementes.
3.4. Análise estatística
Após tabulação dos dados, foram realizadas as análises de variância utilizando-
se o programa SISVAR versão 5.3 (FERRREIRA, 2009). As médias dos tratamentos
foram comparadas pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade.
30
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO
Os tratamentos utilizados a base de nitrogênio surtiram diferenças nos
componentes de produção dos genótipos de amendoim. A fenologia da BR 1 e da L7
Bege não foi alterada em função dos tratamentos submetidos. O caráter de precocidade
foi mantido em ambos os genótipos durante todo ciclo; o início da floração ocorreu
entre 20 e 22 dias após a emergência (DAE) e a maturação completa da vagem foi
verificada entre 85 e 89 DAE, em todos os tratamentos, estando esses dados em
conformidade com o descrito nas cultivares do tipo Valencia, desenvolvidas pela
Embrapa (SANTOS et al., 2013).
Para as demais variáveis analisadas, houve diferença estatística significativa em
função do genótipo e tratamentos em que foram submetidos, com exceção da altura das
plantas que não foi influenciada pelos tratamentos nitrogenados (Tabela 4).
Na Tabela 5, encontram-se as médias obtidas para altura de plantas, números de
nódulos, número de vagens, peso de vagens e índice de colheita para dois genótipos de
amendoim submetida a dois tipos de fertilização nitrogenada. Verificou-se que a
inoculação do amendoim com os diferentes isolados de Bradyrhizobium promoveu
benefícios na produção de nódulos e de vagens em ambas cultivares, contudo, houve
resposta de seletividade (Figura 2). De forma generalizada, a linhagem L7 Bege se
mostrou mais produtiva em qualquer tratamento utilizado, quer seja para produção de
nódulos ou de vagens (Tabela 5).
31
Tabela 4. Síntese da análise de variância para número de nódulos, altura das plantas,
número de vagens, peso de vagens/planta e índice de colheita de genótipos de
amendoim submetidos a duas fontes de nitrogênio.
QM
FV GL NN ALT NV PV IC
Genótipo 1 127683,22* 477,48 * 318,10 * 989,03 * 262,25 *
Tratamento 4 5967,99 * 70,88 ns 105,45 * 154,32 * 61,83 *
G x T 4 5867,34 ns 46,58 ns 20,13 ns 44,48 * 14,78 ns
G x T1 1 60355,5ns 290,40ns 46,08* 288ns 57,13*
G x T2 1 21649,7ns 44,65* 129,6ns 305ns 10,65*
G x T3 1 1806* 292,82ns 1,71* 9,90* 58,05ns
G x T4 1 42588,2ns 28,88* 162,9ns 404,7ns 20,67*
G x T5 1 24753,1ns 7,03* 58,32* 159,3ns 174,85ns
Blocos 3 38307,14 160,87 24,06 58,94 43,29
Resíduo 27
Total 39
Média 289,49 60,19 22,49 26,16 30,70
CV (%) 16,55 9,34 19,43 14,39 10,74
*Significativo e NS- Não Significativo a 5% de significância pelo teste F. QM- Quadrado médio, FV-
Fonte de variação, GL- Graus de liberdade, AP-Altura de plantas, NN- Número de nódulos, ALT- Altura
das plantas, NV- Número e vagens por planta, PV- Peso de vagens, IC-Índice de colheita, CV- coeficiente
de variação, G x T - Interação Genótipo x Tratamento.
Figura 2. Produção de nódulos e vagens por planta: BR1 controle (A); BR1 inoculada
com o Isolado 1: 115-7 (B); produção de vagens da linhagem L7 Bege (C) e detalhe do
número de vagens da L7 Bege (D) inoculada com 123-10A.
32
Tabela 5. Médias para as características de altura de plantas, número de nódulos,
número de vagens, peso de vagens e índice de colheita para duas cultivares de
amendoim submetida a dois tipos de fertilização nitrogenada.
Médias seguidas na mesma letra não diferem entre si pelo teste de Tukey (p ≤ 0.05). Letras maiúsculas
comparam entre genótipos e minúsculas entre tratamentos. NN- Número de nódulos, NV- Número de
vagens, PV- Peso de vagens/planta, IC- Índice de colheita, C- Controle (sem nitrogênio), N- fertilização
Nitrogenada, B1- Isolado 115-7, B2- Isolado 123-10A, B3- Isolado 1436 (SEMIA 6144).
Verifica-se na tabela 6, um ganho dos genótipos de amendoim submetidos à
inoculação com estirpes de Bradyrhizobium. Comparando-se com o tratamento controle
(C), verifica-se que a associação da cultivar BR1 com o inoculante B1 e L7 Bege com
B2 promoveram melhorias expressivas na produção de nódulos em ambos os genótipos,
com incremento na ordem de 83% e 18%, respectivamente. Para o peso de vagens,
observou-se incremento com o uso dos inoculantes. Em termos relativos, a BR 1 foi
mais beneficiada pelo efeito da inoculação.
Tabela 6. Porcentagem de ganhos para as variáveis: número de nódulos, número de
vagens/ planta, peso de vagens/planta e índice de colheita.
NN- Número de nódulos, NV- Número de vagens, PV- Peso de vagens/planta, IC- Índice de colheita, C-
Controle (sem nitrogênio), N- fertilização Nitrogenada, B1- Isolado 115-7, B2- Isolado 123-10A, B3-
Isolado 1436 (SEMIA 6144).
AP NN NV PV IC
BR1 L7 BR1 L7 BR1 L7 BR1 L7 BR1 L7
C 67Aa 55Ba 160Bc 323Ab 17Bb 22Ab 16Bc 28Ab 24Bc 29Ab
N 67Aa 62Ba 254Bb 358Ab 23Ba 31Aa 25Ba 37Aa 29Bb 31Ab
B1 66Aa 54Ba 293Ba 333Ab 22Ba 23Ab 25Ba 27Ab 30Bb 35Aa
B2 62Aa 58Ba 237Bb 382Aa 21Ba 30Ab 23Ba 37Aa 32Ba 36Aa
B3 57Aa 55Ba 222Bb 334Ab 16Bb 21Ac 17Bc 26Ab 25Bc 35Aa
M 64 57 233 346 20 25 21 31 28 33
BR1 (%) L7 Bege (%)
N B1 B2 B3 N B1 B2 B3
NN 58,75 83,12 48,13 38,75 10,83 3,10 18,26 3,40
NV 35,29 29,41 23,52 - 40,90 4,54 36,36 -
PV 56,25 56,25 43,75 6,25 32,14 - 32,14 -
IC 20,83 25 33,33 4,16 6,89 20,69 24,14 20,69
33
Para o número de vagens verificou-se que a BR 1 associada ao isolado 1 e a L7
Bege com o isolado 2 apresentaram as mesmas médias do tratamento com nitrogênio.
As demais associações apresentaram resultados inferiores para número de vagens
(Tabela 5).
Contudo, quando se considera esses resultados, junto com o índice de colheita,
que estima a habilidade da planta em particionar a produção econômica em função da
matéria seca total, percebe-se que os isolados 1 (115-7) e 2 (123-10A) poderiam ser
indicados para a cultivar BR1. Analisando-se, porém, o comportamento produtivo da L7
bege, percebe-se uma maior tendência de resposta para o isolado 2 (123-10A), de onde
se pode inferir, baseando-se nos resultados desse trabalho, que esse isolado poderia ser
adotado para ambos genótipos. A estirpe SEMIA 6144, recomendado para a cultura do
amendoim não apresentou efeito significativo (Tabela 5).
O amendoim tem a habilidade de nodular com uma ampla faixa de rizóbios
nativos, razão pela qual a prática da inoculação é pouco utilizada pelos agricultores
(BORGES et al., 2007). Desta forma, a busca por bactérias eficientes, capazes de
estabelecer simbiose com as plantas, em condições de campo torna-se fundamental para
aumentar a procura dos produtores pelas técnicas de inoculação.
Estudos demonstram a variabilidade existente em bactérias nativas dos solos da
região Nordeste. Lyra et al. (2013) estudaram a diversidade de rizóbios em cultivares de
amendoim cultivados em solos da região da Zona da Mata Pernambucana. Foram
obtidos 22 isolados oriundos de nódulos de sete cultivares de amendoim (L7 Bege, BR
1, Caipó, Jumbo, Tatu, IAC 8112 e Nativa), estes foram avaliados e classificados
quanto ao tempo de crescimento, alteração do pH do meio de cultura e morfologia da
colônia, comparando-os com cepas de referência. Os 22 isolados apresentaram rápido
crescimento (82% de crescimento em 24 h e 18% em 48 h), com capacidade de
acidificar o meio de cultura. Foram identificados os gêneros Rhizobium sp.,
Bradyrhizobium sp., Mesorhizobium sp., Sinorhizobium sp. e Azorhizobium sp. A maior
diversidade de gêneros foi encontrada na cultivar BR1. Essa diversidade contradiz o
estudo de Thies et al. (1991) que afirma que existe uma predominância da colonização
dos nódulos de amendoim pelo gênero Bradyrhizobium sp., caracterizado pelo
crescimento lento e capacidade de alcalinizar o meio de cultura.
Além destes gêneros, Ibañez et al. (2009) observou a presença de Pseudomonas
spp., Enterobacter spp. e Klebsiella spp. em amendoim, sendo considerados micro-
organismos oportunistas capazes de colonizar os nódulos durante ou após o processo de
34
formação dos nódulos.
Os nódulos de amendoim são ocupados por estirpes altamente competitivas, não
existindo predominância de um gênero específico, portanto, o grande obstáculo para a
eficiência do uso de inoculantes é a incapacidade das estirpes inoculadas competirem
com bactérias autóctones. Considera-se que a inoculação é bem sucedida quando a
estipe, além de proporcionar eficiência na fixação de N, tenha a capacidade de competir
com rizóbios nativos e colonizar o maior número de nódulos (ANGELINI, 2011).
Segundo Bogino et al. (2008), a elevada diversidade populacional de rizóbios
nativos, que competem pela infecção das raízes das plantas hospedeiras, pode causar a
redução no aproveitamento da fixação e no suprimento de N para a planta, dado que os
nódulos serão colonizados por isolados de eficiência variável.
Torres Júnior et al. (2013) analisaram a diversidade e eficiência simbiótica em
duas cultivares de amendoim, em solos da região Sudeste. As bactérias foram isoladas
de nódulos das cultivares BR1 e BRS Havana. A maior parte dos isolados obtidos
mostraram hábito de crescimento rápido e capacidade de acidificar o meio de cultura. A
partir de ensaios preliminares para avaliar a nodulação e eficiência, utilizando substrato
estéril, dois isolados (AM 01 e AM 07) foram selecionados para testes em vasos
contendo solos da região. O primeiro isolado mostrou 99,85% de similaridade com a
estirpe de Bradyrhizobium sp. SEMIA 6144, entretanto, o segundo apresentou
similaridade de 99,62% com Rhizobium tropici. Os autores concluíram que os dois
isolados selecionados aumentaram a nodulação e o teor de N na parte aérea, resultado
semelhante ao obtido com a estirpe SEMIA 6144 e superior ao tratamento com
fertilizante nitrogenado, para a cultivar BR1. Em relação à BRS Havana, nenhum dos
isolados mostrou desempenho igual à estirpe SEMIA 6144. Por outro lado a inoculação
de BRS Havana com a estirpe recomendada mostrou maior eficácia.
Vários trabalhos na literatura reportam sobre a relação de especificidade de
isolados de Bradyrizobium com cultivares de amendoim. Melo (2013) avaliou a
eficiência da estirpe recomendada SEMIA 6144 sob as cultivares BR1, BRS Havana e a
linhagem L7 Bege e constatou que dentre os genótipos avaliados, a BRS Havana foi
beneficiada no número de nódulos e produção de vagens, por outro lado, foi observada
uma nodulação superior para os genótipos BR1 e L7 Bege quando cultivados na
ausência de N-fertilizante e inoculação (controle) indicando que as estirpes nativas do
solo foram capazes de suprir a demanda de N requerida pelas plantas. Assim, estudos de
prospecção de novas estirpes devem ser realizados com vistas a inoculação da cultivar
35
BR1 e a linhagem L7 Bege, já que BRS Havana, comprovadamente, estabelece uma
associação mais eficiente com a estirpe recomendada atualmente.
Zapata et al. (2014) testaram os efeitos da inoculação de três isolados de
Bradyrhizobium na produção do amendoim do tipo Valencia, cultivado em solos de
textura média. Foram utilizadas as cepas: C-145 (INTA-Castelar, Argentina), SEMIA
6144 e um inoculante comercial a base de Bradyrhizobium sp., denominado de Adhere.
Os autores observaram aumentos significativos no crescimento das plantas, acúmulo de
massa seca e no rendimento de vagens do genótipo com os três isolados, sobretudo com
o comercial que promoveu produção superior ao fertilizante químico.
O amendoim, por ser considerada uma cultura de importância socioeconômica
para a região Nordeste brasileira, requer estudos de seleção de novas estirpes de
rizóbios, capazes de fixar nitrogênio, com eficiência em competir com bactérias nativas,
em virtude da diversidade das condições edafoclimáticas, com vistas à redução dos
custos de produção e aumento da produtividade, já que atualmente apenas uma estirpe é
recomendada para esta leguminosa. Estirpes com estas características representam um
recurso genético considerável para elevar a contribuição da FBN para as lavouras
agrícolas.
36
5. CONCLUSÕES
A resposta dos isolados estudados sobre a nodulação e produção de vagens no
amendoim foi genótipo dependente, contudo, considerando-se os benefícios promovidos
na produtividade de vagens, o isolado 123-10A é o mais indicado para os genótipos
avaliados nesse estudo.
37
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